[發明專利]一種基于FRI采樣的時延多普勒參數聯合估計方法

有效

• 申請號: 202010550129.5
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111830477B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 付寧;尉志良;喬立巖;彭喜元
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S7/539
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張宏威

1.一種基于FRI采樣的時延多普勒參數聯合估計方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟1：根據脈沖重復周期，確定待采樣的脈沖多普勒信號；

所述步驟1具體為：所述待采樣的脈沖多普勒信號由P個脈沖周期組成，根據脈沖重復周期，確定待采樣的脈沖多普勒信號，通過下式表示待采樣的脈沖多普勒信號x(t)：

其中，τ為信號的脈沖重復周期，p＝0,1,…,P-1是第p個PRI的索引，h(t)為波形已知的脈沖基函數，a_l為信號第l個目標回波的幅值參數，τ_l為第l個目標回波的時延參數，v_l為第l個目標回波多普勒參數；

步驟2：對確定的待采樣的脈沖多普勒信號進行FRI采樣，獲取傅里葉系數；

所述步驟2具體為：對確定的待采樣的脈沖多普勒信號x(t)進行FRI采樣，x(t)經過分流后，分別與K個復指數信號混頻，經過積分器，積分器由發射脈沖觸發，每τ時長積分一次，對積分結果以時間間隔τ進行采樣，獲取傅里葉系數，通過下式表示傅里葉系數x_p[k]：

其中，H(k)為函數h(t)的傅里葉系數；

步驟3：基于SCS模型，對得到的傅里葉系數進行變量代換，確定時延參數；

所述步驟3具體為：

步驟3.1：基于SCS模型，對得到的傅里葉系數進行變量代換，通過下式表示變量代換后的傅里葉系數：

其中，b_l為復數系數；

步驟3.2：令x_p,k'＝[x_p[k'],x_p[k'+1],x_p…,x_p[k'+L]]包含L+1個連續的傅里葉系數，構造自相關矩陣R，通過下式表示自相關矩陣R：

K'＝K-L

其中，K'為每個PRI內采樣值能組成的向量x_p,k'的個數；

當沒有參數相同的情況，P≥L,K≥L+1的采樣條件保證自相關矩陣R的秩為L，滿足ESPRIT算法對輸入矩陣的要求；

當有時延參數或者多普勒參數相同的情況，P≥S_τ,K≥L+S_v保證自相關矩陣R秩滿足ESPRIT算法的充分不必要條件，利用ESPRIT算法求解自相關矩陣R，得到時延參數

步驟4：根據變量代換后的傅里葉系數，確定多普勒參數；

所述步驟4中根據變量代換后的傅里葉系數，確定多普勒參數具體為：

當沒有參數相同的情況，P≥L+1,K≥L的采樣條件保證自相關矩陣的秩為L，滿足ESPRIT算法對輸入矩陣的要求；

當有時延或多普勒參數相同的情況，P≥L+S_τ,K≥S_v的采樣條件保證自相關矩陣秩滿足ESPRIT算法要求的充分不必要條件；

對于沒有接收脈沖參數相同的情況，P≥L+1,K≥L+1保證多普勒參數的準確重構，對于有時延參數或多普勒參數相同的情況，P≥L+S_τ,K≥L+S_v保證多普勒參數的準確重構，采用ESPRIT算法求解自相關矩陣R，得到多普勒參數

步驟5：根據時延參數和獲取的傅里葉系數，確定時延參數方程的復數系數，并根據獲得的復數系數和多普勒參數，確定脈沖幅值參數，進行幅值參數、時延參數和多普勒參數的配對，完成聯合估計；

所述步驟5具體為：

根據求解的時延參數利用變量代換后的傅里葉系數確定時延參數方程的復數系數b_l的值，根據得到的b_l值以及多普勒參數的值，確定出脈沖幅值參數

對于計算得到的b_l的值，有且只有第l個回波目標的幅值參數a_l和多普勒參數v_l相對應，利用b_l以及第l個回波目標的幅值參數a_l，對幅值參數、時延參數和多普勒參數的配對，完成對聯合參數的聯合估計。